본 기술개발의 목표는 하ㆍ폐수의 방류수에 대한 효율적 살균공정 및 부유물질 제거 시스템 개발에 있다. 오존과 용존공기부상(DAF) 공정의 결합을 통하여 하ㆍ폐수처리의 2차처리 방류수를 효율적으로 처리하기 위한 새로운 공정인 DOF(Dissolved Ozone Flotation) 공정을 개발하는 것이다. 

 

DOF를 통하여 대장균과 일반세균을 방류수 수질기준 이하로 처리하고 부유물질 및 총인등을 처리한다. 이를 위해서는 모든 하수나 폐수처리장에서 방류되는 처리수에 대하여 살균공정과 부유물질 제거공정을 결합시켜 처리하는 통합환경기술을 개발함에 있다.

본 기술개발에 대한 연구는 오존 및 부상분리에 의한 단위공정의 효율성 및 적용 가능성을 검토하고, 새로운 개념의 용존오존부상(DOF) 시스템을 개발하고 파일롯트 플랜트를 제작하여 현장에 적용시켜 기술의 우수성을 검증하였다. 이에 대한 연구결과를 정리하면 다음과 같다.

오존과 용존공기부상(DAF)에 대한 기초 실험 결과를 바탕으로 Lab scale의 플랜트를 제작하였고, 울산H하수처리장에 설치 운전하여 최종 목표를 대장균 및 일반세균의 완전 사멸로 정하여 오존 주입농도를 증가시키면서 실험을 수행하였다. 원수에 주입되는 오존의 농도를 2.0mg/L, 4.6mg/L, 6.1mg/L 및 7.6mg/L로 변화시키면서 오존의 산화력에 민감한 항목들에 대하여 제거되는 정도를 분석하였다.

 

UV-254의 경우 원수가 평균 0.17로 나타났는데 DOF 처리수에는 오존주입농도 6.1mg/L 이상에서 75%의 처리효율을 나타내었다. 탁도는 원수성상이 다소 변동이 있으나 처리수질은 1NTU 이하로 90% 이상 안정적으로 처리되었다. 부유물질은 오존 주입농도가 7.6mg/L일 때의 DOF 처리 결과 부유물질(SS) 농도가 15.8mg/L인 원수가 1.0mg/L로 처리되었다.

 

오존농도의 증가에 따라 CODMn와 BOD의 제거효율도 높아지는 것으로 나타났다. CODMn와 BOD가 오존의 농도 증가에 따라 제거율이 높아지는 것은 일부 강력한 오존의 산화력에 의하여 제거된 부분이 있으나 오존의 산화력에 의하여 용존성 물질이 부유성 물질로 변화되면서 제거가 된 부분이 큰 것으로 분석된다.

 

T-N과 T-P도 오존의 농도가 증가하면서 제거율이 어느 정도 증가하는 현상은 보이고 있으나 그 정도는 크지 않은 것으로 나타나고 있다. T-N은 오존의 농도가 증가함에 따라 부유성 물질의 제거율이 높아지면서 부유물질에 함유된 유기성 질소의 제거율이 높아지는 경향을 보이고 있다.

 

그러나 오존의 직접 산화율이 낮기 때문에 오존의 농도증가에 비해 전체적인 T-N의 증가율은 낮은 것으로 분석된다. 총인(T-P)은 응집ㆍ부상공정에 의해 탁월한 제거효과가 있는 것으로 나타났다. 총인의 평균 처리효율은 92% 이상으로 평균 0.05mg/L 정도로 처리되었다.

 

살균 효과를 검토하기 위한 대장균군 및 일반세균 항목의 측정결과 원수의 대장균군 및 일반세균은 무수히 많이 검출되었다. DOF 처리수를 분석한 결과 대장균군은 오존주입농도 4.6mg/L에서 100% 사멸하였고, 일반세균의 경우 오존주입농도 7.6mg/L에서 100% 사멸하였다.

DOF 공정은 오존을 사용함으로써 오존소비효율을 극대화하여 색도유발물질 및 난분해성물질의 제거효과를 검토하였다. 실험 결과 염색폐수의 생물학적처리공정 유출수에 대해 오존주입농도 12mg/L로써 원수 색도는 512CU이었고, DOF 처리수는 49CU로써 약 90% 이상 제거되었다. COD는 55%이상 제거되었다. 또한 오존의 살균효과로 대장균은 모두 사멸하였고, 원수에 TNTC(셀 수 없이 많음)인 일반세균은 220(CFU/mL)로 감소하였다.

또한 고농도 폐수를 배출하는 축산폐수 처리공정 내에 생물학적 처리공정 후단에 DOF 공정을 도입하여 실험을 실시하였다. CODMn의 경우 원수가 521mg/L에서 DOF 처리수가 38mg/L로 약 93.3%의 처리효율을 나타내어 우수한 결과를 나타내었다. 

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]